Đề tài Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện

(KA) ã Điểm ngắn mạch N3’ F1 X1 0,076 X2 0,070 X3 0,070 X4 0,238 X5 0,082 X6 0,240 X7 0,240 N3’ F3 F4 HT + Biến đổi đẳng trị sơ đồ thay thế: Tất cả các điện kháng trên sơ đồ không thay đổi so với lúc tính tính ngắn mạch tại N1 , chỉ có X5 được tính lại là : X5 = XH = 0,082 X8 0,111 X9 0,120 X4 0,238 X5 0,082 HT F1 F3,4 N3’ + Biến đổi tiếp : Ghép X1 ,X2 ,X3 và X5 với X6 Ta có : X8 = X1 + X9 = + Biến đổi : Ghép X4 với X9 HT F1,2,4 N3’ X8 0,111 X5 0,082 X10 0,080 Ta có : X10 = + Biến Y(X5 ,X8 , X10 ) thành ∆ hở (X11, X12 ) HT F1,2,3 N3’ X11 0,307 X12 0,211 Ta có : X11= X5 + X8 + X12 = X5 + X10 + - Điện kháng tính toán phía hệ thống : Nên dòng điện ngắn mạch coi như không thay đổi trong thời gian ngăn mạch và được tính : ã Điểm ngắn mạch N4 IN4(0) = IN3(0) + IN3’(0) = 35,39 + 44,11 = 79,50 (KA) IN4(0,1) = IN3(0,1) + IN3’(0,1) = 27,69 + 41,78 = 69,47 (KA) IN4(0,2) = IN3(0,2) + IN3’(0,2) = 23,87 + 40,81 = 64,68 (KA) IN4(0,5) = IN3(0,5) + IN3’(0,5) = 20,25 + 40,03 = 60,28 (KA) IN4(1) = IN3(1) + IN3’(1) = 17,98 + 40,81 = 58,79 (KA) IN4(∞) = IN3(∞) + IN3’(∞) = 6,63 + 45,66 = 62,29 (KA) iXKN4 = iXKN3 + iXKN3’ = 90,09 +112,29 = 202,38 (KA) Bảng tổng kết kết quả tính toán ngắn mạch cho phương án 2 Điểm ngắn mạch I(0) (KA) I(0,1) (KA) I(0,2) (KA) I(0,5) (KA) I(1) (KA) I(∞) (KA) iXK (KA) N1 6,14 5,39 5,22 5,09 5,22 5,78 15,57 N2 12,96 11,18 10,43 9,94 9,79 10,22 32,99 N3 35,39 27,69 23,87 20,25 17,98 16,63 90,09 N3’ 44,11 41,78 40,81 40,03 40,81 45,66 112,29 N4 79,50 69,47 64,68 60,28 58,79 62,29 202,38 4.2. Chọn máy cắt điện Khi thực hiện tính toán kinh tế cho phương án thì vốn đầu tư cho phương án cho thiết bị phân phối chủ yếu phụ thuộc vào loại máy cắt mà thiết bị phân phôisử dụng. Vì vậy ta phải chọn rõ loại máy cắt cho từng mạch ở các phương án . * Máy cắt điện đươc chọn theo các điều kiện sau : 1. Dựa vào cấp điện áp , yêu cầu của phụ tải , số lượng máy cắt . Trên cùng một cấp điện áp nên chọn cùng một loại máy cắt , riêng ở cấp điện áp máy phát thì các máy cắt đường dây có thể chọn một loại , các máy cắt trên mạch máy phát điện , máy biến áp , mạch phân đoạn , mạch máy biến áp tự dùng nên chọn cùng loại. Nếu cấp điện áp cao sử dụng máy cắt không khí thì nên cố gắng sử dụng số máy cắt không khí nhiều nhất có thể vì như thế vốn đầu tư phụ không tăng nhiêu và có thể tận dụng được được máy nén khí . 2. Điện áp : UdmMC UdmMạng 3. Dòng điện : IdmMC Ilvcb 4. ổn định nhiệt : 5. ổn định động : ilđđ ixk 6.Điều kiện cắt : Icắt MC I’’ Các máy cắt có Iđm 1000(A) thường có khả năng ổn định nhiệt cao . Vì vậy ta không cần kiểm tra ổn định nhiệt với các máy cắt này . 4.2.1 Chọn máy cắt cho phương án 1 1. Tính dòng làm việc cưỡng bức ã Xét cấp điện áp cao 220KV + Mạch đường dây IcbD = + Bộ MF-MBA Được xác định theo dòng làm việc cưỡng bức của máy phát điện IcbB = + Mạch máy biến áp liên lạc Ta thấy STNmaxC = 36,91(MVA) < SHTmax = 149,63 (MVA) . Do đó dòng cưỡng bức qua cuộn cao của máy biến áp tự ngẫu cũng luôn nhỏ hơn IcbD Vậy dòng điện cưỡng bức của cấp điện áp cao 220KV là : Icb = max( IcbD ; IcbB ; IcbTN ) = 0,393 (KA) ã Xét cho cấp điện áp 110KV + Mạch đường dây Phụ tải trung gồm các đường dây : 2 kép + 3 đơn , nên mỗi đường tải công suất là : Vậy: + Bộ MF-MBA : Dòng cưỡng bức được xác định dựa vào dòng làm việc cưỡng bức của máy phát điện + Mạch máy biến áp liên lạc : Công suất qua máy biến áp liên lạc lớn nhất khi sự cố một máy biến áp liên lạc và máy biến áp còn lại tải toàn bộ công suất truyền qua phía trung . STNmax = STmax – SBT = ( SFdm - ) = - ( 117,65 - 0,08 . 470,59 = 204,26 (MVA) IcbTN = Vậy dòng làm việc cưỡng bức ở cấp điện áp 110KV là : Icb = max ( IcbD ; IcbB ; IcbTN ) = 1,072 (KA) 2. Bảng tổng hợp chọn máy cắt cho phương án 1 : Tên mạch Thông số tính toán Loại máy cắt Thông số định mức Udm KV Icb KA I’’ KA ixk KA Udm KV Icb KA I’’ KA Ixk KA Cao 220 0,393 6,59 16,78 BBБ-220-31,5/2000 220 2 31,5 80 Trung 110 1,072 10,3 31,16 BBБ-110Б-31,5/2000Y1 110 2 31,5 90 Hạ 10,5 6,793 36,49 92,89 BB20-CTC 20 8 74 190 Các máy cắt đã chọn có Idm > 1000 (A) nên không cần kiểm tra ổn định nhiệt . 4.2.2 Chọn máy cắt cho phương án 2 1.Tính dòng điện làm việc cưỡng bức ã Xét cấp điện áp 220KV: Mạch đường dây có công suất lớn nhất là SHTmax = 149,63 (MVA) Mạch máy biến áp liên lạc có công suất lớn nhất là : SCTNmax = 74,72 (MVA) Vậy dòng cưỡng bức ở cấp này là : ã Xét cấp điện áp 110KV: + Tương tự như ở phương án 1thì dòng cưỡng bức ở mạch đường dây và mạch bộ MF-MBA cũng là : IcbD = 0,328 (KA) ; IcbB = 0,648 (KA) + Mạch máy biến áp liên lạc : Như đã tính toán ở chương 3 thì công suất lớn nhất mà một máy biến áp liên lạc phải tải qua phía trung là lúc hỏng 1 bộ MF-MBA bên trung . Khi đó công suất qua cuộn chung máy biến áp tự ngẫu là : Dòng cưỡng bức ở mạch này : Vậy dòng cưỡng bức ở cấp điện áp này : Icb = max ( IcbD ; IcbB ; IcbTN ) = 0,648 (KA) ã Xét cấp điện áp 10,5KV: Dòng cưỡng bức ở cấp này chính là dòng cưỡng bức của máy phát : 2. Bảng tổng hợp chọn máy cắt cho phương án 2 : Tên mạch Thông số tính toán Loại máy cắt Thông số định mức Udm KV Icb KA I’’ KA ixk KA Udm KV Iđm KA I’’ KA ixk KA Cao 220 0,393 6,12 15,58 BBБ-220-31,5/2000 220 2 31,5 80 Trung 110 0,648 12,89 32,81 BBБ-110Б-31,5/2000Y1 110 2 31,5 90 Hạ 10,5 6,793 43,92 111,8 BB20-CTC 20 8 74 190 Các máy cắt đã chọn có Idm > 1000 (A) nên không cần kiểm tra ổn định nhiệt Chương 5 : Tính toán kinh tế – xác định phương án tối ưu 5.1 Phương pháp tính toán Để so sánh chỉ tiêu kinh tế giữa các phương án ta chỉ cần so sánh phần khác nhau giữa các phương án . Phương án được gọi là kinh tế nhất nếu chi phi tính toán C là nhỏ nhất . Ci = Pi + adm.Vi + Yi Trong đó : V : Là vốn đầu tư cho phương án . adm : Là hệ số định mức của hiệu quả kinh tế , đối với tính toán trong ngành năng lượng ta lấy adm = 0,15. Y :Thiệt hại do mất điện . P : phí tổn vận hành hàng năm . i : Số thứ tự của phương án . 1. Vốn đầu tư cho thiết bị : Đó là vốn bỏ ra mua máy biến áp , tiền chuyên chở xây dựng . Đối với thiết bị phân phối thì tiền chi phí để xây dựng được dựa vào số mạch của thiết bị phân phối ứng với các áp điện áp tương ứng , chủ yếu do máy cắt quyết định . Như vậy vốn đầu tư của một phương án được xác định như sau: V = VB + VTBPP Trong đó : VB  : Là vốn đầu tư cho máy biến áp được xác định theo công thức sau VB = VB . kB VB : Là tiền mua máy biến áp . kB : Hệ số tính đến chuyên chở và xây lắp máy biến áp . VTBPP : Vốn đầu tư xây dựng thiết bị phân phối , được tính như sau : VTBPP = n1 . VTBPP1 + n2 . VTBPP2 + . n1 , n2 : Số mạch của thiết bị phân phối ứng vơí cấp điện áp U1 , U2 VTBPP1 , VTBPP2 ..: Giá thành mỗi mạch của thiết bị phân phối tương ứng với mỗi cấp điện áp U1 U2 . 2. Phí tổn vận hành hàng năm của phương án Được xác định theo công thức sau : P = Pk + Pp + Pt Trong đó : Pk : Là tiền khấu hao hàng năm về vốn đầu tư và sữa chữa lớn . Pk = Với : - V : Là vốn đầu tư của phương án . - a : Là phần trăm định mức khấu hao . Pp : Là chi phí sửa chữa phục vụ thiết bị ( sửa chữa thường xuyên , tiền lương ) . Thực tế chi phí này rất nhỏ so với tổng chi phi phí sản xuất mặt khác nó cũng khác nhau ít giữa các phương án so sánh . Vì vậy khi đánh giá hiệu quả kinh tế của các phương án ta có thể bỏ qua chi phí này . Pt : Là chi phí do tổn thất điện năng của phương án . Pt = b . ∆A Với : - b : Là giá 1KWh điện năng (b = 500 VNĐ/KWh ). - ∆A : Là tổn thất điện năng hàng năm của nhà máy. 5.2. Phương án 1 5.2.1. Chọn sơ đồ thiết bị phân phối Dựa vào yêu cầu phụ tải , vị trí của nhà máy trong hệ thống điện cũng như đặc điểm quá trình sản xuất điện năng , chế độ làm việc của nhà máy , sơ đồ phân bố công suất mà ta chọn sơ đồ nối điện của nhà máy một cách hợp lý đảm bảo các chỉ tiêu kĩ thuật như : Tin cậy , linh hoạt , an toàn và chỉ tiêu kinh tế . Cụ thể là : + Phía 220KV : Có 3 mạch máy biến áp và 2 đường dây ta dùng hệ thống 2 thanh góp có máy cắt liên lạc . + Phía 110KV : Có 3 mạch máy biến áp và 7 mạch đường dây ta dùng hệ thống hai thanh góp có thanh góp vòng . + Phía 10,5KV : Không dùng hệ thống thanh góp điện áp máy phát . F 1 F 2 F 3 F 4 B 1 B 2 B 3 B 4 5.2.2. Tính toán kinh tế cho phương án 1 1. Tính vốn đầu tư ã Vốn đầu tư mua máy biến áp : - Hai máy biến áp tự ngẫu ba pha loại АТДТН-360 , giá mỗi máy biến là 19550.106 (VNĐ) , kB = 1,3 . - Một máy biến áp 3 pha 2 dây quấn loại ΤДЦ-125 , có giá là 8100 .106 (VNĐ) , kB = 1,4 . - Một máy biến áp 3 pha 2 dây quấn loại ΤДЦ-125 , có giá là 6400. 106 (VNĐ) , kB = 1,5 . Vậy : VB = ( 2 . 1,3 . 19550 + 1,4 . 8100 + 1,5 . 6400 ) . 106 = 71770.106 (VNĐ) ã Vốn đầu tư cho thiết bị phân phối : - Cấp 220KV gồm 6 mạch máy cắt loại BBБ-220-31,5/2000 giá mỗi mạch là : 3750 . 106 (VNĐ) . - Cấp 110KV gồm 12 mạch máy cắt loại BBБM-110Б-31,5/2000Y1, giá mỗi mạch là : 1500.106 (VNĐ) . - Cấp 10,5KV gồm 2 mạch máy cắt loại BB-20-CTC , giá mỗi mạch là 800.106 (VNĐ) . Vậy : VTBPP = ( 6 . 3750 + 12 . 1500 + 2 . 800 ) . 106 = 42100. 106 (VNĐ) . Vậy tổng vốn đầu tư cho phương án 1 là : V = VB + VTBPP = ( 71770 + 42100 ) . 106 = 113870.106 (VNĐ). 2. Tính phí tổn vận hành hàng năm ã Khấu hao hàng năm về vốn đầu tư và sữa chữa lớn : ã Chí phí do tổn thất điện năng trong các thiết điện : Pt = β . ΔA = 500 . 16892485 = 8446.106 (VNĐ) Vậy phí tổn vận hành hàng năm : P = Pk + Pt = ( 10248 + 8446 ) . 106 = 18684.106 (VNĐ) 3.Tính chi phí tính toán C = P + adm . V = ( 18694 + 0,15 . 113870 ) . 106 = 35775.106 (VNĐ) 5.3. Phương án 2 5.3.1. Chọn sơ đồ thiết bị phân phối Dựa vào yêu cầu phụ tải , vị trí của nhà máy trong hệ thống điện cũng như đặc điểm quá trình sản xuất điện năng , chế độ làm việc của nhà máy , sơ đồ phân bố công suất mà ta chọn sơ đồ nối điện của nhà máy một cách hợp lý đảm bảo các chỉ tiêu kĩ thuật như : Tin cậy , linh hoạt , an toàn và chỉ tiêu kinh tế . Cụ thể là : + Phía 220KV : Có 2 mạch máy biến áp và 2 đường dây ta dùng hệ thống 2 thanh góp có máy cắt liên lạc . + Phía 110KV : Có 4 mạch máy biến áp và 7 mạch đường dây ta dùng hệ thống hai thanh góp có thanh góp vòng . + Phía 10,5KV : Không dùng hệ thống thanh góp điện áp máy phát . F 1 F 2 F 3 F 4 B 1 B 2 B 3 B 4 5.3.2. Tính toán kinh tế cho phương án 2. Tính vốn đầu tư ã Vốn đầu tư mua máy biến áp : - Hai máy biến áp tự ngẫu ba pha loại АТДЦТН-250 , giá mỗi máy biến là 13400.106 (VNĐ) , kB = 1,3 . - Hai máy biến áp 3 pha 2 dây quấn loại ΤДЦ-125 , có giá là 6400. 106 (VNĐ) , kB = 1,5 . Vậy : VB = ( 2 . 1,3 . 13400 + 2 . 1,5 . 6400 ) . 106 = 54040.106 (VNĐ) ã Vốn đầu tư cho thiết bị phân phối : - Cấp 220KV gồm 5 mạch máy cắt loại BBБ-220-31,5/2000 , giá mỗi mạch là : 3750 . 106 (VNĐ) . - Cấp 110KV gồm 13 mạch máy cắt loại-110Б-31,5/2000Y1,giá mỗi mạch là : 1500.106 (VNĐ) . - Cấp 10,5KV gồm 2 mạch máy cắt loại BB-20-CTC , giá mỗi mạch là 800.106 (VNĐ) . Vậy : VTBPP = ( 5 . 3750 + 13 . 1500 + 2 . 800 ) . 106 = 39850. 106 (VNĐ) . Vậy tổng vốn đầu tư cho phương án 2 là : V = VB + VTBPP = ( 54040 + 39850 ) . 106 = 93890.106 (VNĐ). 2. Tính phí tổn vận hành hàng năm ã Khấu hao hàng năm về vốn đầu tư và sữa chữa lớn : ã Chí phí do tổn thất điện năng trong các thiết bị điện : Pt = β . ΔA = 500 . 9646914 = 4823.106 (VNĐ) Vậy phí tổn vận hành hàng năm : P = Pk + Pt = ( 8450 + 4823 ) . 106 = 13273.106 (VNĐ) 3. Tính chi phí tính toán C = P + adm . V = ( 13273 + 0,15 . 95390 ) . 106 = 27582.106 (VNĐ) 5.4. So sánh các chỉ tiêu kinh tế – lựa chọn phương án tối ưu Phương án Tổng vốn đầu tư V(106 VNĐ) Phí tổn vận hành P(106VNĐ/năm) Chi phí tính toán C(106VNĐ) 1 113870 18694 35775 2 93890 13273 27582 * Kết luận : Ta thấy phương án 2 kinh tế phương án 1 , mặt khác độ tin cậy về mặt kĩ thuật cũng tốt hơn. Vậy ta chọn phương án 2 làm sơ đồ nối điện cho nhà máy . Chương 6 Chọn khí cụ điện và dây dẫn Để nhà máy làm việc an toàn tin cậy , cung cấp điện liên tục cho phụ tải thì các khí cụ điện và dây dẫn phải chọn sao cho đảm bảo các tiêu chí kĩ thuật trong điều kiện bình thường cũng như khi sự cố . 6.1. Chọn dao cách ly Dao cách li được chọn theo các điều kiện sau : - Điện áp : UdmDCL UdmMạng - Dòng điện : IdmDCL Ilvcb - Điều kiện ổn định nhiệt : - Điều kiện ổn định động : ilđđ ixk Ta chọn được dao cách li qua bảng sau : Cấp điện áp Đại lượng tính toán Loại Dao cách ly Đại lượng định mức Uđm (KV) Ilvcb (A) ixk (KA) I’’ (KA) Uđm (KV) Iđm (A) Ilđđ (KA) Inh/tnh (KA/s) Cao 220 393 15,63 6,14 ΡΛΗД-20П/600 220 600 60 12/10 Trung 110 1946 32,99 12,96 ΡΗД-110/200 110 2000 100 40/3 Hạ 10,5 6793 112,29 44,11 ΡВK-20/7000 10,5 7000 250 75/10 Dao cách ly ở cấp điện áp trung và hạ có Idm > 1000 (A) nên không cần kiểm tra ổn định nhiệt . Chỉ kiểm tra ổn định nhiệt cho dao cách ly ở cấp điện áp 220KV. ã Xác định xung lượng nhiệt : BN = BNCK + BNKCK Trong đó : BNCK : Là xung lượng nhiệt của thành ngắn mạch chu kì BKNCK : Là xung lượng nhiệt của thành ngắn mạch không chu kì + Để xác định xung lượng nhiệt của thành phần chu kì ta dụng phương pháp giải tích đồ thị . Giả sử thời gian tồn tại ngắn mạch là 0,5 (s) , chia khoảng thời gian này thành các khoảng (0 ; 0,1 ) , ( 0,1 ; 0,2 ) , ( 0,2 ; 0,5 ) . Khi đó xung lượng được tính gần đúng bởi công thức : BNCK = Ta có : Vậy : BNCK = 33,38 . 0,1 + 28,15 .0,1 + 26,58 . 0,3 = 14,127 (KA2s) + Xung lượng nhiệt của thành phần không chu kì : Do thời gian tồn tại ngắn mạch là 0,5 (s) nên BNKCK được xác định gần đúng qua công thức sau : BBKCK = (I’’)2. Ta Với Ta là hằng số thời gian của lưới điện . Do đang xét ở cấp điện áp lớn hơn 1000V nên lấy Ta = 0,05 (s) . Vậy : BNKCK = (IN1(0))2 . Ta = (6,14)2. 0,05 = 1,885 (KA2s) Vậy xung lượng nhiệt tổng: BN = BNCK + BNKCK = 14,127 + 1,885 = 16,012 (KA2s) Mặt khác ta thấy : Dễ thấy điều kiện ổn định nhiệt được thoả mãn. 6.2. Chọn dây dẫn mềm , thanh dẫn mềm Cấp điện áp 220KV , 110KV thường sử dụng dây dẫn mềm , thanh dẫn mềm . Vì trong nhà máy điện dây dẫn có chiều dài không lớn nên dây dẫn và thanh dẫn được chọn theo điều kiện phát nóng lâu dài cho phép. Dây dẫn chọn thoả mãn điều kiện phát nóng lâu dài nếu có : I’cp Ilvcb Trong đó : I’cp = Icp . Khc - I’cp : Là dòng điện cho phép lâu dài đã hiệu chỉnh theo nhiệt độ - Khc : Là hệ số hiệu chỉnh - θcp : Nhiệt độ cho phép làm việc lâu dài ( θcp = 70 0C ) - θ0 : Nhiệt độ môi trường lý tưởng (θ0 = 25 0C ) - θ0’ : Nhiệt độ thực tế tại nơi lắp đặt thiết bị (θ0’= 35 0C ) Sau khi chọn được dây dẫn cần phải kiểm tra lại điều kiện ổn định nhiệt và điều kiện vầng quang . 6.2.1. Chọn thanh dẫn cho phía điện áp 220KV Chọn theo điều kiện : Chọn dây AC-185 , có các thông số kĩ thuật : + Tiết diện : 187 / 128 mm2 (Nhôm / Thép) + Đường kính : 23,1 / 14,7 mm2 (Dây dẫn / Lõi thép) + Icp = 510 (A) ã Ta thấy Icp = 0,51(A) > 0,594 (A) nên điều kiện phát nóng lâu dài được thoả mãn . ã Kiểm tra ổn định nhiệt khi ngắn mạch: Tương tự như khi kiểm tra ổn định nhiệt cho dao cách ly ở cấp điện áp 220KV : Ta đã tính được xung lượng nhiệt của dòng ngắn mạch tại N1 là BN = 16,012 = 16,012 (KA2s) Để đảm bảo ổn định nhiệt thì dây đẫn mềm chọn được phải thoả mãn điều kiện : Smin = Do dùng dây dẫn nhôm nên C = 79 A2s Smin = Ta thấy Schọn > Smin nên dây dẫn thoả mãn ổn định nhiệt . ã Kiểm tra điều kiện phát sinh vầng quang Phải có : Với Uvq : Là điện áp tới hạn có thể phát sinh vầng quang UđmHT : Là điện áp hệ thống tại nơi lắp đặt dây dẫn - Xét dây dẫn 3 pha đặt trên 3 đỉnh của tam giác đều Trong điều kiện khô ráo , áp suất không khí 750 mmHg và nhiệt độ môi trường xung quanh là 25 0C thì điện áp vầng quang được xác định theo công thức : Uvq = 84.m.r. lg() Chọn lại dây AC-300 có các thông số kĩ thuật : + Tiết diện : 298 / 204 mm2 (Nhôm / Thép) + Đường kính : 29,2 / 18,6 mm2 (Dây dẫn / Lõi thép) + Icp = 690 (A) Dây dẫn này có : Uvq = 84.0,87. Vậy điều kiện phát sinh vầng quang được thoả mãn. - Khi 3 dây dẫn 3 pha đặt trên một mặt phẳng : Thì Uvq của 2 pha ngoài tăng lên còn Uvq của pha giữa giảm đi Uvq pha giữa = 0,96 . 260 = 249,96 (KV) > 220(KV) Nên điều kiện về vầng quang được thoả mãn. 6.2.2. Chọn thanh dẫn , thanh góp 110KV Chọn theo điều kiện : 1. Chọn dây dẫn nối từ phía trung máy biến áp tự ngẫu đến thanh góp 110KV Chọn dây AC-240 có các thông số kĩ thuật : + Tiết diện : 241 / 56,3 mm2 (Nhôm / Thép) + Đường kính : 22,4 / 9,6 mm2 (Dây dẫn / Lõi thép) + Icp = 610 (A) ã Dây dẫn đã chọn thoả mãn điều kiện phát nóng lâu dài ã Kiểm tra ổn định nhiệt Xác định xung lượng nhiệt của dòng ngắn mạch tại N2 BN = BNCK + BNKCK - BNKCK = (IN2(0))2. Ta = (12,96)2. 0,05 = 8,398 (KA2s) - BNCK = Giả sử thời gian tồn tại ngắn mạch là 0,5 (s) , chia khoảng thời gian này thành các khoảng (0 ; 0,1 ) , ( 0,1 ; 0,2 ) , ( 0,2 ; 0,5 ) . Ta có : Vậy : BNCK = 146,477 . 0,1 + 116,889 .0,1 + 103,794 . 0,3 = 57,475 (KA2s) Xung lượng nhiệt tại N2 : BN2 = 8,398 + 57,475 = 65,872 (KA2s) Để thoả mãn về điều kiện ổn định nhiệt thì dây dẫn đã chọn phải có : Dễ thấy dây dẫn đã chọn thoả mãn điều kiện ổn định nhiệt . ã Kiểm tra điều kiện vầng quang Xét trong điều kiện thời tiết khô , p = 1 atm , tmôi trường = 25 0C. - Khi 3 dây dẫn 3 pha đặt trên 3 đỉnh của tam giác đều : Uvq = 84. m. r. lg Với : m = 0,87 r = D = 300 (cm) Vậy Uvq = 84. 0,87. 1,12. lg = 198,72 (KV) Uvq > 110KV nên điều kiện vầng quang được thoả mãn. - Khi 3 dây dẫn 3 pha đặt trên một mặt phẳng : Thì Uvq của 2 pha ngoài tăng lên còn Uvq của pha giữa giảm đi Uvq pha giữa = 0,96 . 198,72 = 190,77 (KV) > 110(KV) Nên điều kiện về vầng quang được thoả mãn. 2. Chọn dây dẫn nối từ máy biến áp 2 dây quấn lên thanh góp 110KV và thanh góp 110KV Chọn theo điều kiện : Chọn dây AC-400 , có các thông số kĩ thuật : + Tiết diện : 400 / 93 mm2 (Nhôm / Thép) + Đường kính : 29,1 / 93 mm2 (Dây dẫn / Lõi thép) + Icp = 835 (A) Dễ thấy dây dẫn này thoả mãn điều kiện phát nóng lâu dài, ổn định nhiệt và vầng quang . Bởi dây dẫn AC-240 dùng ở mạch máy biến áp liên lạc cũng đã thoả mãn các điều kiện này . 6.3. Chọn thanh dẫn cứng Dùng làm thanh dẫn từ máy phát đến máy biến áp . Được chọn theo điều kiện phát nóng lâu dài cho phép : Dòng điện cho phép lớn (>3000A) nên ta dùng thanh dẫn hình máng để giảm hiệu ứng mặt ngoài , đồng thời tăng khả năng làm mát . Dùng thanh dẫn đồng có các số liệu kĩ thuật : Kích thước Tiết Diện 1 cực (mm2) Mô men trở kháng (cm3) Mô men quán tính (cm4) Icp (A) 1 thanh 2 thanh 1 thanh 2 thanh h b c R Wxx Wyy Wy0y0 Jxx Jyy Jy0y0 175 80 8 12 2440 122 25 250 1070 114 2190 8550 y y y y x x y 0 y 0 h h b r ã Do dây dẫn có Icp = 8850 (A) > 1000 (A) nên không cần kiểm tra ổn định nhiệt ã Kiểm tra ổn định động + Kiểm tra ổn định động khi không xét đến dao động Thanh dẫn thoả mãn điều kiện ổn định động nếu có : σ = σ1 + σ2 σcp Trong đó : - σcp : Là ứng suất cho phép , với thanh dẫn đồng σcp = 1400 (kg/cm). - σ1 : Là ứng suất ngoài do dòng điện các pha tác dụng với nhau . - σ2 : Là ứng suất nội bộ do dòng điện trong các thanh dẫn cùng một pha tác dụng với nhau . Xét khoảng cách giữa 2 sứ đỡ là l = 120 (cm) , khoảng cách giữa các pha là a = 60 (cm) * Tính ứng suất ngoài : σ1 - Lực tính toán tác dụng lên thanh dẫn là : Ftt = 1,76.10-8 = 1,76.10-8 Ftt = 443,84 (KG) - Mô men uốn tác dụng lên mỗi nhịp thanh dẫn : -ứng suất xuất hiện trên mỗi thanh dẫn : σ1 = * Tính ứng suất nội bộ: Để thoả mãn điều kiện ổn định động phải có : σ = σ1 + σ2 σcp ị σ2 = σcp - σ1 = 1400 – 21,304 = 1378,696 (KG/cm2) -Lực tác dụng lên 1(cm) chiều dài thanh dẫn : f2 = 0,51.10-8 (ixk)2 ( khd = 1 ) f2 = 0,51.10-8 (112,29)2.106 (KG/cm) Gọi l2 là khoảng cách giữa 2 miếng đệm , lực tác dụng lên thanh dẫn là : F2 = f2.l2 - Mô men tác dụng lên thanh dẫn : - ứng suất tác xuất hiện trên thanh dẫn : σ2 = Mặt khác: σ2 1378,696 (KG/cm2) ị Xét tỉ số : Như vậy giữa 2 sứ đỡ của 1 nhịp thanh dẫn cần phải đặt thêm 3 miếng đệm thì thanh dẫn mới đảm bảo ổn định động . + Kiểm tra ổn định động khi có xét đến dao động của thanh dẫn Tần số dao động riêng của thanh dẫn được xác định theo công thức : Trong đó : - E : Là mô đun đàn hồi của vật liệu thanh dẫn ECU = 1,1 . 106 (kg.cm2) - : Là mô men quán tính , = 2190 (cm4). - S : Là tiết diện ngang của thanh dẫn , S = 2 X 2440 (mm2). - Là khối lượng riêng của thanh dẫn , - l : Là chiều dài 1 nhịp thanh dẫn , l = 120 (cm). Vậy : nằm ngoài khoảng (45-55)Hz và (90-110)Hz , nên thanh dẫn đã chọn thoả mãn điều kiện ổn định động khi có xét đến dao động của thanh dẫn Ä Chọn sứ đỡ cho thanh dẫn cứng Sứ được chọn theo các điều kiện : - Loại sứ : Chọn theo vị trí đặt - Điện áp : Udm UdmHT - Điều kiện ổn định động : Ftt’ 0,6 . Fcp F tt F cp h td H s Với : Ftt’ : Là lực điện động đặt lên đầu sứ khi ngắn mạch 3 pha Fcp : Là lực tác dụng cho phép của sứ Ftt : Là lực điện động tác động lên thanh dẫn khi ngắn mạch 3 pha Hs : Là chiều cao của sứ htd : Là chiều cao của thanh dẫn Ta chọn sứ đặt trong nhà loại : 0φ-10-2000Y3 Có các thông số kĩ thuật chính : + Điện áp : Udm =10 KV + Lực phá hoại cho phép : Fcp = 2000 (KG) + Chiều cao sứ : Hs = 134 (mm) Với thanh dẫn hình máng đã chọn có : + Chiều cao : h = 175 (mm) + Lực tính toán : Ftt = 443,84 (KG) Vậy : Ftt’ = 443,84 . 0,6 . Fcp = 0,6 . 2000 = 1200 (KG) Ta thấy Ftt’ < 0,6 . Fcp . Vậy sứ đã chọn thoả mãn 6.4. Chọn khí cụ điện và thanh cáp cho phụ tải địa phương 1. Sơ đồ phụ tải địa phương F1 F2 K1 K2 Phụ tải địa phương gồm có 3 đường dây kép và 4 đường dây đơn Pmax = 24 (MW) , cosj = 0,85 2 . Chọn cáp Cáp được chọn theo điều kiện mật độ dòng kinh tế : Trong đó : Ibt : Là dòng làm việc bình thường qua cáp Jkt : Là mật độ dòng kinh tế + Xác định Jkt Tmax = = 365 . ( 0,5 . 6 + 0,8 . 4 + 1.4 + 0,85 . 4 + 0,7 . 6 ) Tmax = 6497 (h) Ta sử dụng cáp đồng , cách điện bằng giấy, có lõi : Tra bảng có Jkt = 2. ã Chọn đường dây kép : Pmax = 4 (MW) Ta có : Ibt = Tính tiết diện cáp : Chọn cáp có : Uđm = 10 (KV) FC = 150 (mm2 ) Icp = 270 (A) - Kiểm tra điều kiện phát nóng lâu dài Ilvbt Với : Icp’ = K1 . K2 . Icp K1 = 0,88 : Hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ. K2 = 0,9 : Là hệ số hiệu chỉnh theo số cáp đặt song song và khoảng cách giữa chúng. Vậy : Icp = 0,88 . 0,9 . 270 =213,84 (A) Ta thấy Ilvmax =129 (A) < 213,84 (A), nên điều kiện phát nóng lâu dài được thoả mãn. - Kiểm tra điều kiện phát nóng khi sự cố Icb = 2 . Ilvbt = 2. 0,129 = 0,258 (A) K1 . K2 . Kqt . Icp = 0,88 . 0,9 . 1,3 . 270 = 277,99 (A) Ta thấy Icb <Icp , nên điều kiện phát nóng khi sự cố được thoả mãn. ã Chọn đường dây cáp đơn Phụ tải cực đại là : Pmax = 3 (MW) Ibt = Tiết diện cáp : Chọn cáp có : Udm = 10 (KV) FC = 150 (mm2) Icp = 270 (A) - Chỉ kiểm tra cần phải kiểm tra cáp theo điều kiện phát nóng lâu dài : Icp’ = 0,88 . 0,9 . 270 = 213,84 (A) Ta thấy Icp’ > Ibt = 194,06 (A) nên điều kiện phát nóng lâu dài được thoả mãn 3. Chọn kháng điện cho đường dây phụ tải địa phương Chọn kháng điện cho đường dây phụ tải địa phương nhằm hạn chế dòng ngắn mạch ở mạng phụ tải điạ phương để từ đó có thể chọn được thiết bị nhỏ hơn cho phụ tải địa phương . - Dòng làm việc bình thường qua kháng : - Dòng cưỡng bức qua kháng ( khi một kháng hỏng ) Khi một kháng hỏng thì các đường dây nối với kháng đó tạm thời được cắt ra , dòng công suất qua kháng còn lại là : P = 3 .4 + 2 . 3 = 18 (MW) Vậy : ã Chọn máy cắt cho mạng địa phương Ta phải có : Chọn máy cắt hợp bộ : BMΠ-10-1250 Có các thông số kĩ thuật chính : Udm = 10 (KV) ; Idm = 1250 (A) Icđm = 40 (KA) ; Iôđđ = 100 (KA) ã Kháng điện được chọn như sau : Xét một hộ tiêu thụ được cung cấp điện từ đầu cực máy phát qua kháng điện có điện kháng XK% cần tìm , rồi qua máy cắt MC1 đã định dòng cắt , tiếp đó đến cáp điện lực F1 = 150 (mm2 ) , rồi đến hộ tiêu thụ có máy cắt MC2 và cáp có tiết diện nhỏ nhất F = 70 (mm2). + Chọn kháng loại : PbA-10-1500 , có : UđmK = 10 (KV) IđmK = 1500 (KA) + Thực hiện tính toán ngắn mạch Chọn :